一种全新的空气调节理念--毛细管网恒温恒湿新风系统.doc

一种全新的空调：毛细管网恒温恒湿新风空调系统 北京化工大学机电工程学院 徐绍宏 张新凯 一、背景 1.1、节能减排 随着我国工业的增长、居民消费结构的升级，特别是中国城镇化进程的快速发展，对能源、经济资源的需求将更加迫切。2006年以来，能源问题在我国越来越明显，拉闸限电、加油站闹油荒等情况不断涌现。 为防止地球温暖化（温室效应）对人类的危害，要求控制化石燃料燃烧排放出的CO2量，它对于地球温暖化的影响占1/2以上，为此对化石能源不仅是关心其“枯竭”的问题，同时要重视CO2排放的问题，所以要少用化石燃料以减少排放量是理所应当的。1997年12月，联合国气候变化框架公约缔约方第三次会议在京都召开，确定了发达国家温室气体的减排目标。日本提出，在工程建设中应以寿命周期CO2排放量评估其对环境的影响。 目前，我国二氧化硫的排放量居世界第一，二氧化碳的排放量居世界第二，能耗量居世界第二。中国是一个十三亿人口的大国，我国的能耗量将很快居世界第一。能源对整个国家的发展将起到非常关键的作用，能源问题搞不好，有可能拖整个国家可持续发展的后腿。不远的将来，能源危机在中国可能不会再是危言耸听的事情。除了在资源上从国内外想办法挖潜外，我们还要从科研上和日常的生活中想办法。这个办法就是贯彻执行党和政府提出的“节能、减排、降耗”的号召。因为我国 人均商品能源消费为世界平均值的二分之一，美国的十分之一。每一万元的产值所消耗的能源，是美国的3倍，日本的7.2倍，并远远高于巴西、印度等国家。 目前建筑能耗占全部能耗的40～50%，既有建筑近400亿平方米，95%以上是高能耗建筑。我国目前是世界上最大的建筑工地，每年建成的房屋面积高达20亿平方米，超过了发达国家年建成建筑面积的总和。到2000年底，能够达到建筑节能设计标准的建筑累计仅占全部城乡建筑总面积的0.5%，占城市既有供暖居住建筑面积的9%，绝大部分新建建筑仍是高能耗建筑。2004年，我国建筑运行能耗占社会总能耗的18.8%，北方采暖地区，采暖能耗占全国城镇建筑总能耗的40%。 房地产业的持续高速发展会把中国拖入能源危机。随着建设规模的扩大，建筑能耗占中国能源总消耗的比例也会持续增加。今年夏天，来自北京、上海、重庆和武汉等几乎所有的大城市不断刷新历史用电高峰的信号，足以引起人们的警戒。 因此，解决好北方的采暖能耗和南方的制冷能耗，将是节能减排的关键所在。 1.2、高效末端 要想减小建筑运行的能耗，除了要解决围护结构（墙体、屋顶、门窗等）的保温问题，还必须解决暖通末端的低效利用问题。 古人从钻木取火以来，每一次取暖的发展，末端的温度都会有所下降，人类文明也向前迈进了一步。最初是用火堆，高温且烟熏火燎，采暖面积小；后来，用火炉，同样的温度但室内没有了烟气，但采暖面积仍然有限；再后来，用中高温度的火炕、火墙和壁炉，使整个房屋温暖；到上世纪期四、五十年代普遍采用100℃以上的汽暖和80℃以上的水暖；到上世纪七十年代，西方国家开始采用55℃水温的地板辐射采暖；到了1986年，又开始采用16℃～40 随着末端的温度不断降低，末端的效率极大地提高，节能越来越显著，而舒适度也越来越高。 1.3、人体舒适度与节能 敏感度是以环境温度为计量标准的热环境与工作效率之间最重要的一个变量。每一种活动都有其适当的敏感度，高于此或低于此都会大大降低工作效率。最佳的敏感度出现在空气温度约为20℃的时候。为此，我们要设定每一建筑内部的热微气候，使该环境为人体所适应，即每个人都能处于热舒适状态，这样不论是对人的健康还是对工作效率都有很大的改善。自1923年Houghton 和Yaglon 提出热舒适指数由温度和相对湿度组合产生的概念之后，由ASHRAE发展为舒适区概念，在ASHRAE55-66[3]标准中，人的热舒适度被解释为“在此环境中人们表示满意”。各国学者针对各自不同的目的提出了许多用于评价人体热舒适和热感觉的指标。1970年，丹麦工业大学P.O.Fanger教授收集了1396名美国与丹麦青年受试者的冷热感觉资料，根据热舒适方程和ASHRAE的舒适标准，提出了表征人体热感觉的评价指标——PMV/PPD指标。热环境综合评价指标PMV（Predicted Mean Vote预告平均票数）代表了绝大多数人对同一热环境的冷热感觉；但由于人与人之间生理存在差别，故用PPD(Predicted Percentage of Dissatisfied预告不满意百分数)指标来表示对热环境的不满意百分数。由于PMV/PPD 节能就是在满足人体热舒适的前提下节约能源！因此我们所追求的目标就是以节能为原则，将热环境综合评价指标PMV在科研上寻找新的实用性的项目加以研究并在工程中加以实际应用，即利用